青少年科学调查体验活动概述
青少年科学调查体验活动始于2006年，是一项以培养青少年科学兴趣、提高科学探究能力、增强创新意识和实践能力为目标，以科学调查、科学体验和科学探究为主要内容和形式的普适性科普活动。通常以一项简单的科学调查、科学探究为载体，帮助青少年体验科学研究方法，提高科学探究实践能力，鼓励他们关注身边的科学问题，培养学科学、爱科学、用科学的良好学习习惯和热爱祖国、关心社会的意识。活动每年覆盖全国31个省（自治区、直辖市）及新疆生产建设兵团，吸引近4 000所中小学、约100万名学生参与。
为广泛动员学校及师生参与，主办方每年依据《中小学综合实践活动课程指导纲要》，开展相关科普教育资源的开发设计，并推出活动指南和资源包。截至2024年，已积累了4大领域20个主题的活动，供学生自主选择参加。学生可选择其中1个主题活动作为参考框架，通过考察记录、查阅文献、设计制作、实验验证、总结交流等方法，学习与主题相关的科学知识，并在此基础上获取科学数据，还可通过活动官网上传研究报告，与全国青少年分享。
青少年科学调查体验活动的馆校结合模式
由于青少年科学调查体验活动的主题通常涉及多个学科领域的知识，如物理、化学、生物、地理、天文等，科技馆的综合性科普功能有助于实现跨学科知识的整合和融合，帮助学生建立全面的知识体系。同时，科技馆一校一策的个性化合作模式，可根据合作学校的文化特色、学生兴趣及活动主题，订制个性化的学习方案，满足不同学校的需求。
天津市每年由市科协、市教委、市生态环境局、市文明办、团市委联合签发“青少年科学调查体验活动通知”，并向全市16个区教育局、区科协等相关部门派发，同时指导学校结合实际情况开展形式多样的主题活动。历年数据显示，活动年均吸引超百所中小学校、数万名师生参与，其中，2024年共有114所中小学校近5万人参与。多年的实践发现，虽然活动成效显著，但仍面临诸多困难和挑战，如实践场地设施的局限、专业科技教师队伍短缺、教师活动资源自主研发能力有限等，导致活动覆盖范围难以持续扩大。
青少年科学调查体验活动馆校共建的建议
与综合实践活动课程融合
《中小学综合实践活动课程指导纲要》总目标要求“学生能从个体生活、社会生活及与大自然的接触中获得丰富的实践经验，形成并逐步提升对自然、社会和自我之内在联系的整体认识，具有价值体认、责任担当、问题解决、创意物化等方面的意识和能力”。综合实践课程的规划主体是中小学校，学校结合本地区特色、社会资源等实际情况制订本校的整体设计和实施方案，也可把青少年科学调查体验活动项目作为综合实践活动课程的教学资源和实践手段[1]，与学校日常教学相融合，不耗费师生额外的时间、精力，结合科技馆等科普场馆教育资源，指导有兴趣的学生长期、深入、系统地开展科学探究与实验，三者有机融合、相互促进，为科学教育的实践打开更广泛、更多维的视角。
与家庭科学教育融合
家庭是学生人生的第一所学校，尤其在小学阶段，学生自主能力和意识仍然薄弱，家长仍是学生学习发展的主要辅助。青少年科学调查体验活动可构建一个以学生为主体、教师为主导、家长为辅助的教育模式，让家长也能介入科学教育实践。以青少年科学调查体验活动推出的“节气日记”主题活动为例，二十四节气观察活动至少要完成24个时段的探究活动，大小寒、大小暑、立秋与处暑几个节气，学生一般正在放寒暑假，家长的参与能有效确保学生开展探究活动的连续性。当然，家长参与科学教育也并不是一味地将教育责任强加给家长，而是在馆校教师共同设计的课程方案指导下，由教师推进，家长和学生积极参与探索的合作模式，让家长成为一股推动科学教育的力量。
构建馆校协同共育生态
科技馆作为重要的大型科普场所，与作为教育主阵地的学校组建馆校教师联合体，可定期开展理论培训和课程实践，校内教师能在科技馆获得丰富的展览展品资源与实践空间，科技馆教师可通过深度参与学校教研活动，系统化提升科学课程开发与教学实践能力。“节气日记”主题活动就是科技馆基于科学调查体验项目开发的课程，不仅能在开展培训、交流或教研活动时向学校推广，丰富一线教师的课外教学资源，还可深入校园示范并带领学生完成活动任务，培育馆校协同育人的教育生态，助力青少年科学素质提升。

基于青少年科学调查体验活动的馆校结合课程开发
2020年，青少年科学调查体验活动推出了“节气日记”主题活动，旨在引导青少年像科学家一样，尝试通过观测分析自然变化的规律，探究古人利用物候指导农业生产的奥秘，对节气规律进行对比，认识自然气候的多样性。天津科技馆针对“节气日记”主题，结合《义务教育科学课程标准（2022年版）》，对馆内展教资源进行了二次开发，以日影观测为主题开展课程实践，为学校教师提供青少年科学调查体验活动的实践案例。
“节气日记”教学策略
确定教学目标
《义务教育科学课程标准（2022年版）》课程内容九“宇宙中的地球”中要求，学生应了解和描述太阳、地球和月球的关系及相关的周期性运动规律，太阳系的基本结构，节气与地球公转的关系，不同层次的天体系统，并形成基本的宇宙空间观念。从1年级至9年级，不同学段相关知识深度呈螺旋递增。教学策略建议包括：教师要引导学生从观察身边的现象开始，通过实地观测、模拟实验和模型制作等方式，获得直接的经验和数据，帮助学生认识相关知识。
构建学习情境
提出问题 首先，由科技馆的科技辅导教师为学生介绍二十四节气的历史背景和天文原理，然后提出问题：“如果没有日历和钟表，我们如何确定日期和时间？我们的影子何时在左，何时在右？旗杆的影子每天正午都一样长吗……”引导学生从生活经验中回忆起自己的影子是在不停变化的，但是自己好像没有认真观察过的结论[2]。
深入引导 带领学生到户外进行实地观察，探究影子变化的规律。从周公测景台的故事导入我国古代测日影的仪器“圭表”，根据学生的年级分层介绍古人根据日影变化测定方位、推算二十四节气、编制历法的发展历程等。
实践验证猜想
探究思考 带领学生手工制作简易圭表、了解“圭”和“表”的组成、地理纬度等知识。继续提出问题：“太阳达到最高点即日影最短的时刻是几点？”有的学生可能会回答是正午12点。此时，可按照观察—发现—提问的顺序，引导学生编制“一日影长测量记录表”（表1）测量最短日影，以及“二十四节气日影观测统计表”（表2）。

观察记录 由科技馆科技辅导教师指导学生在正午时段进行观测，帮助学生掌握科学的测量方法，比如“垂直”“南北”“平放”等，尽量减小测量误差，将数据记录在表1中，并确定日影的最短时刻和长度。由学校科学教师或班主任组织学生于每个节气的中午时段，在校园内用同样的方法和工具进行测量，将得到的数据填写在表1中，并汇总至表2。在春分、夏至、秋分、冬至，即“二分”“二至”等重要节气时，科技馆辅导教师也可到校对学生进行现场指导，并开展相应的活动。
总结讨论
在完成一段时间（建议3～6个月）的日影测量和记录后，此时学生有了自己获取的第一手数据，部分学生亦会对由此发现的日影变化作进一步思考和探究，通过学生间的发散性讨论推测日影变化背后的节气与天文现象的关系。教师可引导学生回顾活动过程，让学生以亲历者的身份讨论回顾日影测量活动中的关键步骤，反思自己的探究过程，帮助学生梳理日影观测的目标任务和完成情况，结合自然物候现象，总结归纳天津市的节气特点，理解二十四节气的相关知识和划分依据。

“节气日记”活动目标
小学高年级学生
小学阶段的学生以观测记录为主，通过测影活动理解昼夜交替和天体东升西落等自然现象与地球公转有关，认识影子长短变化的规律，理解圭表测影的原理，利用简易圭表观察记录日影变化，简要分析节气与日影变化之间的关系，夏至、冬至确定依据等，并完成研究报告[2]。
实践案例 天津小学开展了“节气日记——利用圭表模型测量日影的四季变化规律”活动，教师指导学生制作圭表，引导学生开展模拟实验，利用手电筒模拟太阳进行春分、秋分、冬至、夏至节气日影最短时刻的测量，通过小组研讨得出日影四季变化规律，最后在相应的节气进行实践验证，培养学生养成长期观测自然规律的习惯和严谨的科学态度。
初中学生
初中学生在完成观测记录的基础上，能够深入理解地球自转和公转，经度不同的两地之间存在时差，认识北京时间的由来，复述日影发生变化的原因，推理影响测量误差的主要因素，能够利用身边工具和材料设计制作出合理的、误差较小的简易圭表，深入分析节气与日影变化规律之间的关系，并完成研究报告[2]。
实践案例 天津市第十四中学开展了“二十四节气——节气日记”活动，教师指导学生学习了二十四节气的相关介绍，完成了天津当地的日影观测调查表。同时，学生还通过查阅文献资料了解感兴趣的科学实验，亲身感受科学调查的快乐，体会大自然与科学的奥秘。
科学精神教育
通过科学观察开展日影观测和物候观测，是自然观测的基础活动，是预测自然变化的基本方法，节气日记主题活动中“日影观测”“气温测量”“花木知时令”“鸟鸣报农时”等主题单元包含了不同的观测活动和任务，帮助青少年理解科学始于观察的含义。教师可通过我国现代物候学开创者和奠基人竺可桢院士连续24年对北京地区5种植物、2种候鸟、1种自然现象进行观测记录的故事和院士的日记摘录，让学生认识到最基础的技术和调查方法经过长时间的积累，也能提炼出具有重要价值成果的道理，感悟科学家胸怀祖国、服务人民的爱国精神，追求真理、严谨治学的求实精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神。
实践案例 天津小学在开展“节气日记——鸟鸣报农时”活动时，推荐学生阅读学习竺可桢所著《物候学》中关于典型候鸟物候观测记录的章节，让学生认识到在我国还没有普及鸟类环志工作，更没有高科技的鸟类卫星发射器时，科学家如何用眼睛看、耳朵听和徒步寻等传统方法进行候鸟观测，体验竺可桢等老一辈科学家的工作，感悟其执着精神。
馆校结合是科技馆和与学校之间的一种合作关系，依托科技馆丰富的场馆教育资源、基于科学课程标准，结合学校的教育教学特点，为青少年提供丰富且有意义的学习，目的是促进青少年科学素质的提升。青少年科学调查体验活动主题贴近学生日常生活，通过项目式课题有助于引导青少年沉浸式体验科学研究方法、学习基本的科学知识，并感悟其中蕴含的科学家精神。馆校合作不必拘泥于科技馆的展品或学校的主题展厅，还可以拓展不同形式的科普资源，将科技馆主题教育活动与各部门科普资源相融合，从身边的科学入手，拓展馆校结合科普教育新模式，推动非正规科学学习与正规教育之间的资源流通和有机融合，做好科学教育加法。

参考文献
[1]林蕊.大科学观背景下融合式开展青少年科学调查体验活动的探索[J]. 中国科技教育，2024（4）：64-66.
[2]中国科协青少年科技中心组编. 节气日记——2020年青少年科学调查体验活动指南[M]. 2020：7-18. ■

来源: 中国青少年科技教育工作者协会